Sažetak usporedbe japanskog kodeksa projektiranja seizmičke izolacije s inozemnim kodeksima

U listopadu 2022., ISO 23618:2022 (Osnove za projektiranje konstrukcija - Opća načela zaseizmički izolirane strukture) objavljena je. Ovaj dokument uspoređuje detaljneprojekt seizmičke izolacijeprocedure četiriju regija/zemalja-Japana (MLIT obavijest br. 2009), Kine (GB/T 51408-2021), SAD-a (ASCE 7-16) i Eurokoda (EC8)-kako bi se predložio zajednički tijek rada projektiranja za inženjersku praksu. Ključne usporedne dimenzije uključuju seizmička opterećenja, metode analize, glavne kombinacije opterećenja iizolacijski uređajmetode ispitivanja. Model zgrade od 7 katova od armiranog betona (RC) koristi se za demonstraciju postupaka projektiranja, sa rezimiranim rezultatima ekvivalentne linearne metode (ELM) i analize povijesti odziva (THA).

Osnovne razlike u seizmičkim opterećenjima, metodama analize, kombinacijama opterećenja i testiranju uređaja u četiri koda sažete su u tablici 1 (opće odredbe) i tablici 2 (krajnje granično stanje, ULS, zahtjevi).
Tablica 1: Ključne odredbeKodovi projektiranja seizmičke izolacije

Tablica 2: ULS zahtjevi za seizmičko opterećenje i odziv super-strukture

Posebne bilješke-za ključ ključa:

1. Filozofija dizajna: Japan koristi metodu proračuna dopuštenog naprezanja; Kina, SAD i EC8 koriste metodu projektiranja graničnog stanja.
2. Vlačna opterećenja: Kina i SAD imaju dizajn kritičnih vlačnih opterećenja (s korištenim više-uređaja otpornih na napetost) u usporedbi s Japanom.
3. Kontrola kvalitete uređaja: Svi kodovi zahtijevaju strogo testiranje prototipa; Japan i SAD testiraju 100% proizvodnih uređaja, dok Kina i EC8 dopuštaju uzorkovanje.

3.1 Model analize
Koristi se modificirana 7-katna RC zgrada (temeljena na Saito 2011 i Feng 2022). Ključni parametri:
1. Fiksna-osnovna osnovna razdoblja: Smjer okvira (Tx): 0,564, 0,190, 0,107 s; Smjer posmične stijenke (Ty): 0,238, 0,105, 0,087s.
2. Izolacijski uređaj: Olovni gumeni ležajevi (LRB)(odabrano za vraćanje sile i prigušenja).
Promjer: 650–750 mm (Japan, Kina, EC8); 900 mm (SAD, zbog velikih seizmičkih opterećenja MCER).
Tablica 3: Nazivna projektirana svojstva izolacijskog sustava

3.2 Seizmičko opterećenje
1. Ciljana mjesta: Tokio (Japan), Peking (Kina), San Francisco (SAD), Reggio Calabria (EC8).
2. Stanje tla: Fiksni profil; prosječna brzina posmičnih valova (gornjih 30 m): 209 m/s.
3. Karakteristike spektra:
1) 5% prigušenja: SAD ima najveći spektar ubrzanja/pseudo brzine (≈1,5x Japan).
2) Spektar pseudo brzine: raste s periodom (Kina); konstantno/opada (Japan, SAD, EC8).
3) ULS prigušenje za izolirane zgrade: ~20%.
3.3 Rezultati analize odgovora
Uspoređuju se dvije glavne metode: ELM (ekvivalentna linearna metoda) i THA (analiza povijesti odgovora).
3.3.1 Ekvivalentna linearna metoda (ELM)
Svi kodovi definiraju ELM za sustave s-stupnjem--slobode (SDOF), ali s različitom primjenjivošću. Kina koristi 85% ekvivalentne mase i izračunava odzive za 475-godišnja i 2475-godišnja opterećenja (ne uzimaju se u obzir granična svojstva).
Tablica 4: Ključni rezultati ELM i THA odgovora

3.3.2 Analiza povijesti odgovora (THA)
1. Pokreti tla:6 parova (Japan, maksimalne vrijednosti); 10 parova (Kina, SAD, EC8, prosječne vrijednosti); svi odgovaraju 5% dizajn spektra.
2. Modeliranje:
a) 3D okvir;LRBidealiziran kao bilinearni.
b) Horizontalna analiza: Rayleighovo prigušenje (prigušenje izolacijskog sustava=0; super-prigušenje 1./2. razdoblja=3%).
c) Super{0}}struktura: ne-linearna (Japan, Kina); elastična (SAD, EC8).
3. Softver:SERA3D Ver10.8 (THA); PKPM (Kina, RSA); ETABS V18 (okomiti RSA).
4. Vertikalna analiza:RSA s Rayleighovim prigušenjem (1./2. vertikalno periodno prigušenje=3%); vidovi vibracija grede su istaknuti (zbog visoke vertikalne krutosti izolacije).
3.3.3 Glavni nalazi
1. Japan:ULS izolacijski pomak > SLS pomak; ELM i THA biraju se neovisno (20% ELM, 80% THA u praksi); Kobe NS u blizini-polja kretanja tla stvara najveće smicanje (prevazilazi ELM); ELM predviđa veću deformaciju izolacije.
2. Kina:475-godišnje opterećenje (RSA) projektira gornju strukturu; 2475-godišnje opterećenje (THA) provjerava pomak; projektirano opterećenje koristi maksimum RSA/THA rezultata.
3. SAD:Rezultati THA ograničeni su ELM-om; ELM smicanje je malo veće od seizmičkog proračuna (zbog Rᵢ=1.875 za izolaciju u odnosu na R=5 za normalni seizmički proračun).

Ovaj dokument uspoređujeprojekt seizmičke izolacijeprocedure Japana, Kine, SAD-a i EC8, s fokusom na seizmička opterećenja, metode analize i testiranje uređaja. 7-katni RC model zgrade demonstrira tijek rada projektiranja, uz usporedbu ELM i THA rezultata. Cilj je predložiti uobičajenu proceduru projektiranja za inženjersku praksu, baveći se razlikama specifičnim za kodeks u filozofiji dizajna, kombinacijama opterećenja i zahtjevima analize.

Sav gornji sadržaj potječe iz "Usporedbe japanskogKodeks projektiranja seizmičke izolacijes prekomorskim kodovima" JSSI travanj 2024.